В баллоне находится газ под давлением определить какой объем

Задачи по физике — это просто!

Вспомним

1). Если масса газа не меняется:

2). Формулы газовых законов:

3). Если в условиях задачи задан переход из состояния p₁V₁T₁ в состояние p₂V₂T₂, используем формулу:

При этом, если один из параметров const, его можно сократить, и тогда мы получаем одну из формул газовых законов.

3). Если в условиях задачи известны только 2 параметра из трех (p,V,T), используем формулу:

Не забываем
Решать задачи надо всегда в системе СИ!

А теперь к задачам!

Типовые задачи из курса школьной физики по термодинамике на вычисление макропараметров (p,V,T) газа.

Задача 1

Найти массу природного горючего газа объемом 64 м 3 , считая, что объем указан при нормальных условиях. Молярную массу природного газа считать равной молярной массе метана (СН₄).

Задача 2

Воздух объемом 1,45 м 3 , находящийся при температуре 20 o C и давлении 100 кПа, превратили в жидкое состояние. Какой объем займет жидкий воздух, если его плотность 861 кг/м 3 ?

Задача 3

Какое количество вещества содержится в газе, если при давлении 200 кПа и температуре 240 К его объем равен 40 литров?

Задача 4

В одинаковых баллонах при одинаковой температуре находятся водород (H₂) и углекислый газ (CO₂). Массы газов одинаковы. Какой из газов и во сколько раз производит большее давление на стенки баллона?

Задача 5

Газ при давлении 0,2 МПа и температуре 15 о С имеет объем 5 литров. Чему равен объем газа этой массы при нормальных условиях?

Задача 6

При температуре 27 о С давление газа в закрытом сосуде было 75 кПа. Каким будет давление при температуре -13 о С?

Задача 7

В баллоне находится газ под давлением.
Определить, какой объем занимал бы этот газ при нормальных условиях (t=0 o C, давление 101 325 Па), если известны объем баллона — V₁, температура газа в баллоне — t₁, давление газа в баллоне — p₁.

Задача 8

Определить давление сжатого воздуха в баллоне, если известны вместимость баллона, температура и масса газа.

Задача 9

В баллоне находится смесь газов (гелий и аргон). Определить давление смеси газов на стенки сосуда, если известны вместимость баллона, температура смеси и масса каждого газа.

Задача 10

Определить молярную массу газа, если известна его плотность и температура при нормальном атмосферном давлении.

Задача 11

Баллон заполнен газом, известны вместимость баллона — V₁, температура газа — t₁ и давление газа — p₁. Какой объем занимал бы этот газ при нормальных условиях (температура t2=0 o C, давление р2= 101 325 Па)?

Задача 12

Определить температуру газа по шкале Цельсия, если объем 4 молей газа при давлении 100 кПа составляет 20 литров.

Задача 13

Определить массу воздуха объемом 40 литров при нормальном атмосферном давлении (101325 Па) и температуре 20 o C.

Источник

Упражнение 13

Решение упражнений к учебнику Г.Я.Мякишева, Б.Б.Буховцева

1. Компрессор, обеспечивающий работу отбойных молотков, засасывает из атмосферы воздух объемом V = 100 л в 1 с. Сколько отбойных молотков может работать от этого компрессора, если для каждого молотка необходимо обеспечить подачу воздуха объемом V1 = 100 см3 в 1 с при давлении р = 5 МПа? Атмосферное давление р0 = 100 кПа.

2. Постройте изотермы для водорода массой 2 г при 0 °С в координатах р, V; V, Т и р, Т.

3. Определите температуру газа, находящегося в закрытом сосуде, если давление газа увеличивается на 0,4% от первоначального давления при нагревании на 1 К.

4. Чему равен объем идеального газа в количестве одного моля при нормальных условиях?

5. Определите массу воздуха в классе, где вы занимаетесь, при температуре 20 °С и нормальном атмосферном давлении. Молярную массу воздуха принять равной 0,029 кг/моль.

6. В баллоне вместимостью 0,03 м3 находится газ под давлением 1,35 • 106 Па при температуре 455 °С. Какой объем занимал бы этот газ при нормальных условиях (t0 = 0 °С, р = 101 325 Па)?

7. Высота пика Ленина на Памире равна 7134 м. Атмосферное давление на этой высоте равно 3,8 • 104 Па. Определите плотность воздуха на вершине пика при температуре 0 °С, если плотность воздуха при нормальных условиях 1,29 кг/м3.

8. На рисунке 10.5 дан график изменения состояния идеального газа в координатах V, Т. Представьте этот процесс на графиках в координатах р, V и р, Т.

9. Выразите среднюю квадратичную скорость молекулы через универсальную газовую постоянную и молярную массу.

10. При переходе газа определенной массы из одного состояния в другое его давление уменьшается, а температура увеличивается. Как изменяется его объем?

Источник

Уравнение состояния идеального газа

Решение задач. 10-й класс. Базовый курс

Предлагаемые два варианта заданий можно использовать при проведении урока с элементами коллективного и индивидуального соревнований, а также для зачетов. На уроке я делю класс на две команды. Вначале каждый участник пытается решить посильное самостоятельно, затем под руководством капитанов – в группе. Разрешается совещаться и обращаться с вопросами ко мне. В конце урока за индивидуальную работу ставится оценка (зачет).

1. Баллон емкостью 0,0831 м 3 содержит 1,6 кг кислорода. При какой температуре баллон может разорваться, если он выдерживает давление 2 • 10 6 Па?

2. Баллон, наполненный газом под давлением 2,84 МПа, находился на складе при температуре 7 °С. После того как половину газа израсходовали, баллон внесли в помещение. Какова температура в помещении, если давление газа в баллоне через некоторое время стало 1,52 МПа?

3. Определите, какие процессы отражены на графике. Представьте этот график в координатах p, T и p, V.

4. Определите молярную массу углекислого газа.

5. Прибор для измерения давления газа

6. Почему нагретая медицинская банка «присасывается» к телу человека?

8. Какой график отражает закон Шарля?

9. Выразите величину V и проверьте правильность полученных единиц ее измерения:

V = 0,0831 м 3 ,
m = 1,6 кг,
M(O₂) = 32 • 10 –3 кг/моль,
p = 2 • 10 6 Па.
_______________
T – ?

3. 1–2 – изотермический (расширение); 2–3 – изохорный (нагревание); 3–1 – изобарный (сжатие).

4. M(CO₂) = (12 + 32) • 10 –3 = 44 • 10 –3 (кг/моль).

6. При нагревании воздуха в банке часть его выходит, так что при охлаждении давление в банке становится меньше атмосферного.

1. Определите массу углекислого газа, находящегося в баллоне емкостью 5 • 10 –2 м 3 при температуре 300 К. Давление газа 3 • 10 6 Па.

2. В сварочном цехе стоит 50 баллонов ацетилена (С₂Н₂) емкостью 40 л каждый. Все баллоны включены в общую магистраль. После 10 ч непрерывной работы давление во всех баллонах упало с 1,2 • 10 6 до 5 • 10 5 Па. Найдите средний расход ацетилена за секунду, если температура в цехе оставалась неизменной и равнялась 27 °С.

3. На рисунке дан график изменения состояния идеального газа в координатах p, T. Назовите эти процессы. Представьте график в координатах p, V и V, T.

4. Определите молярную массу серной кислоты (H₂SO₄).

5. Прибор для измерения параметра состояния термодинамической системы.

6. Почему у глубоководных рыб плавательный пузырь выходит через рот наружу, если их извлечь из воды?

8. Какой график отражает закон Гей-Люссака?

9. Выразите величину р и проверьте правильность получаемых единиц ее измерения:

V = 5 • 10 –2 м 3 ,
T = 300 К,
p = 3 • 10 6 Па,
M(СО₂) = 44 • 10 –3 кг/моль.
_________________
m – ?

M(C₂H₂) = 26 • 10 –3 кг/моль,
N = 50,
V₁ = 40 л, СИ: 0,04 м 3
t = 10 ч, СИ: 36 • 10 3 с
p₁ = 1,2 • 10 6 Па,
p₂ = 5 • 10 5 Па,
t = 27 °С. СИ: T = 300 К
_____________

3. 1–2 – изохорный (нагревание); 2–3 – изотермический (расширение); 3–1 – изобарный (сжатие).

6. Давление на большой глубине намного превышает атмосферное, поэтому плавательный пузырь при подъеме рыбы значительно увеличивается в объеме.

7.

Источник